Eksplosionssikre og generelle industrielle elektriske varmeapparater og fordampere til væsker og gasser

Elektriske varmeelementer har ikke ændret deres design i årtier og er stadig efterspurgte efter varmeudstyr. Formen på disse enheder, byggematerialer ændrer sig, men princippet om drift og effektivitet forbliver uændret. For et kompetent valg er information om forskelle og egenskaber nyttig. Er du enig?

Du lærer, hvad de er, og hvordan varmeelementer fungerer til opvarmning. Vi beskrev i detaljer typerne af varmeelementer, gav ubestridelige argumenter for et rimeligt valg af den optimale type. Under hensyntagen til vores anbefalinger får du den nødvendige enhed uden fejl.

Formål med varmeelementer

Elektriske varmeelementer har fået popularitet på grund af deres alsidighed og høje effektivitet. Al den elektricitet, de bruger, bruges til deres tilsigtede formål - til opvarmning af det omgivende rum.

De vigtigste varmeanordninger, hvor varmeelementer anvendes, er:

1. Bærbare og stationære elektriske olieovne.
2. Vand radiatorer.
3. Opvarmede håndklædeskinner til badeværelset.
4. Elektriske pejse.
5. Elektriske konvektorer.
6. Elektriske kedler.

Det specificerede udstyr kan bruges som en primær eller ekstra varmekilde. Det er billigt, let at installere og kræver ikke specielle færdigheder under driften.

Du kan slutte varmeelementet til en radiator til støbejern, når du har frakoblet det fælles stigrør. En sådan enhed kan bruges til hoved- og yderligere opvarmning.

Varmeelementer til opvarmning

I varmesystemer kan rørformede elektriske varmelegemer bruges i kedler til fast brændsel, infrarøde varmeapparater og radiatorer.
Moderne kedler med fast brændsel fungerer ikke udelukkende på faste brændstoffer... En af de mest almindelige typer er en kedel med fast brændstof komplet med et varmeelement, der har en temperaturbegrænser og en termostat. Varmeelementet opretholder en lav temperatur på kølevæsken, for eksempel om natten, og ved at starte kedlen er det lettere at hæve den til en behagelig tilstand. Også ved at opretholde systemet i et bestemt temperaturregime tillader det ikke, at det fryser, når fast brændstof er fuldstændig dæmpet.

Brugen af ​​varmeelementer til opvarmning af et hus har sine positive og negative sider. Den største ulempe er omkostningerne ved elektricitet, den dyreste varmekilde. Derudover, hvis spiralen svigter, skal den elektriske varmelegeme udskiftes, den kan ikke repareres.

De positive aspekter inkluderer:

• autonom installation af et varmesystem, hvis der ikke er adgang til gas eller fast brændsel
• automatisering af opvarmningsprocessen ved installation af varmeelementer med en termostat;
• varmesystemets miljøvenlighed, da der ikke er skadelige forbrændingsprodukter og brændstof, der skal opbevares i miljøet
• kompakthed og evnen til at vælge en model, der passer til driftsforholdene
• lave installationsomkostninger og brugervenlighed.

Intern opstilling af elektriske varmeapparater

Det er praktisk at overveje enheden på eksemplet med en rørformet model. En elektrisk varmelegeme er et keramik- eller metalrør fyldt med en varmeleder med en spiral placeret indeni.På det sted, hvor røret er fastgjort til flangen, er der isolerende bøsninger, der gør det umuligt for den ledende spiral at komme i kontakt med varmeelementlegemet.

I de fleste modeller af varmeelementer anvendes lignende komponenter, men deres holdbarhed kan variere afhængigt af byggekvaliteten

Det elektriske varmelegeme er fastgjort hovedsageligt med en flangeforbindelse, der gør det muligt at forsegle varmelegemets indre miljø udefra. Ulempen ved dette design er umuligheden af ​​at udskifte spolen, når den brænder ud internt.

Fordele og ulemper ved at bruge kedler med varmeelementer

Opvarmning af faste kedler med varmeelementer har en række fordele:

• kedlen er økonomisk, når man brænder fast brændsel;
• overgangen til opvarmning af varmeelementer sker automatisk, og temperaturen falder ikke til kritiske værdier;
• den ønskede temperatur er nem at programmere og ikke at overophede rummet henholdsvis for at spare penge;
• kedlen har lang levetid på grund af konstant vedligeholdelse af den optimale temperatur uden pludselige ændringer;
• Varmeelementet er let at udskifte i tilfælde af nedbrud.

Du skal også kende ulemperne ved sådanne kedler:

• enheden kan ikke installeres i en almindelig lejlighedskompleks i mangel af en separat skorsten;
• det har brug for et separat rum;
• til drift af varmeelementet er der behov for en trefaset strømforbindelse;
• enheden har brug for regelmæssig vedligeholdelse.

Som vi kan se, er ulemperne relativt relative og er ikke kritiske for installation af udstyr i et privat hus.

At købe og installere en kedel eller en radiator med et varmeelement i dit hjem vil være en praktisk og gavnlig hjælp til optimal vedligeholdelse af en behagelig temperatur i dit hjem.

Princippet om drift af varmeelementer

Varmeelementet fungerer efter følgende princip. Når den er tilsluttet netværket, opvarmes den indre spole, og energi overføres til den termiske leder og den ydre kappe. Derefter overføres varme til den omgivende væske, luft eller fast materiale.

Ved opvarmning af et varmeelement nedsænket i olie eller vand, dannes der konvektionsstrømme omkring røret, som blander kølemidlet og bidrager til dets ensartede opvarmning.

El-kedler er kendt for deres pålidelighed og vedligeholdelse. De har ikke mange komplekse dele, så de er nemme at betjene og vedligeholde.

I ikke-flydende varmeapparater er opvarmningstemperaturen normalt begrænset for ikke at beskadige de omgivende dele og forårsage brand.

For at fremskynde varmeoverførslen bruger de ofte en ventilator, der cirkulerer luft både inde i enheden og i det omgivende rum.

Elektriske varmelegemer blokerer

Sådanne TEN til opvarmning af et hus bruges i tilfælde, hvor det er nødvendigt at øge varmeenhedens effekt. Disse varmeelementer anvendes typisk i varmeudstyr, hvor en væske fungerer som en varmebærer - vand, olie osv.
Et særpræg ved disse elementer er deres fastgørelse til varmeenheden. Monteringsmetoden er af to typer: gevind eller flange. De mest populære er flangevarmere.

Elektriske varmelegemer til opvarmning kan bruges mange gange i forskellige varmeanordninger. Hvis elementet er udbrændt, vil det ikke være svært at udskifte det med et nyt. Sådan TENA bruges ofte til en varmekedel.

Typer af varmeelementer til varmeenheder

Enkelheden ved fremstilling af varmeelementer bliver ikke altid til bekvemmelighed for brugerne. Mange producenter producerer elektriske varmeapparater med en bestemt form og fastgørelse. I tilfælde af sammenbrud er det ret vanskeligt at købe dem i butikken. Derfor er det nødvendigt at undersøge alle mulige designmuligheder for det rigtige valg.

Rørformede modeller til opvarmning af boliger

Det rørformede design af elektriske varmeapparater er det mest almindelige i mobile olievarmer, bærbare og vægmonterede elektriske radiatorer. Varmeoverførsel i dem kan forekomme ved hjælp af: konvektion, infrarød stråling eller varmeledning.

Færdige varmeelementer med en regulator og deres egen strømkabel kan kun købes, hvis du er sikker på, at ledningens længde vil være tilstrækkelig

Rørets form og længde i sådanne anordninger kan være hvilken som helst og dikteres kun af designfunktioner. For eksempel er varmeelementet i en micatremisk varmelegeme en spole placeret bag en mineralplade. Ved opvarmning udsender pladen infrarød varme.

De mest almindelige egenskaber er:

• diameter - 5-18 mm;
• længde - 200-6000 mm;
• skalmateriale - stål, rustfrit stål, keramik, kobber;
• effekt - 0,3-2,5 kW.

Varmeelementer med en kapacitet på mere end 2,5 kW bruges ikke til husholdningsvarmeapparater, fordi ledningskablerne simpelthen ikke kan modstå større belastning.

Ribbet version af elektriske varmeapparater

Ribbet enheder er en modifikation af det rørformede varmeelement. Deres træk er tilstedeværelsen af ​​mange tynde stålplader langs hele enhedens længde. Dette design øger området for kontakt med miljøet dramatisk og giver en høj opvarmningshastighed.

Ribbet varmeelementer er dyrere og kræver krævende arbejdsområdets volumen, men giver højere forbrugeregenskaber ved varmeudstyr

Finnede modeller bruges hovedsageligt i varmeapparater til luftopvarmning. De giver en hurtig stigning i stuetemperatur, især med en indbygget blæser.

Blok design af varmeelementer

Blokversionen repræsenterer flere rørformede varmelegemer kombineret på basis af en enkelt montering.

Når du vælger blokopvarmningselementer, skal der lægges særlig vægt på deres kraft og evnen hos en kedel med en pumpe til at sørge for fjernelse af varme

Dette design bruges, når to faktorer kombineres:

1. Behovet for øget effekt af enheden og en høj opvarmningshastighed for arbejdsmediet.
2. Umuligheden af ​​hurtig overførsel af termisk energi fra spiralen til miljøet på grund af det lille område af den ydre skal.

Faktisk falder belastningen på hvert opvarmningsrør i et blokopvarmningselement, og varmeoverførselshastigheden stiger. Sådanne enheder er en del af kedler til husholdninger og elektriske varmeinstallationer til industrien.

Effekten af ​​blokmodeller kan være 5-10 kW, derfor skal et ekstra elektrisk kabel trækkes ind i rummet, når de placeres i en lejlighed.

Blækpatroner

Patronopvarmningselementer har form af et rør med en fri ende, hvilket skyldes den særlige egenskab ved deres installation. Den ydre skal er normalt lavet af poleret stål for at sikre maksimal kontakt med det omgivende materiale. Sådanne rør indsættes tæt i det tilsvarende hul i varmelegemet.

Den største ulempe ved patronvarmeelementer er det lille område af varmeoverføringsoverfladen, som kræver brug af specifikke metoder til fjernelse af varmeenergi

Fiksering af patronmodeller udføres hovedsageligt ved hjælp af en flangeforbindelse. De bruges normalt i industrien til opvarmning af ekstruders arbejdsdele.

Der er andre strukturelle typer varmeelementer, men de bruges hovedsageligt i industriel produktion og påvirker ikke det emne, der overvejes.

Varmeelementdesign

I nogle detaljer er designet af et rørformet elektrisk varmelegeme vist på billedet nedenfor.
Det vigtigste element i alle varmeelementer er varmelegemet, de betjenes oftest af en nichrom tråd (1), der er placeret i midten af ​​røret i hele dens længde, den er fastgjort til udgangsstiften (6).

Tråden har en vis intern modstand, og når en elektrisk strøm strømmer igennem den, opvarmes den.

Varmelegemets materiale skal have en høj modstandsdygtighed over for strømmen, der strømmer igennem det; de er også lavet af legeringer, der indeholder nichrom eller constantan.

Varmelegemets modstand vælges i overensstemmelse med den krævede effekt fra varmeelementet... Hovedloven for elektroteknik fungerer her - Ohms lov og den velkendte formel:

P = U * I, hvor jeg - strømstyrke, U - netspænding, P - effekt.

Så for eksempel for at varmeelementets effekt skal være 1kW (1000W) i et enfaset 220V-netværk er trådens modstand som følger:

Først bestemmer vi den aktuelle:

I = P / U = 1000W / 220V = 4,55A

Direkte bestemmes modstanden af ​​formlen:

R = U / I, hvor R er modstanden af ​​varmeelementet i Ohms U er spændingen i volt I er strømstyrken i ampere

Følgelig er modstanden af ​​det elektriske varmelegems nichrome glødetråd R = 220 / 4,55 = 48,4 ohm.

Hvordan forstår du det? jo lavere modstand den rørformede elektriske varmelegeme har, desto højere er dens effekt, mens næsten alt bruges til opvarmning af glødetråden. Effektiviteten af ​​varmeelementer er tæt på 100%, dvs. jo mere kraftfuld den er, jo mere og hurtigere bliver den opvarmet.

En isolator (2) er placeret mellem den nichrome tråd og røret, som kan modstå høje temperaturer.

Til fremstilling af et rørformet varmeelement (3) vælges metaller med lav korrosion, det er disse varmeelementer, der oftest bruges i hverdagen og industrien.

Glasvarmeelementer anvendes i aggressive miljøer, for eksempel i laboratorier, hvor kemiske blandinger skal opvarmes.

Glasrør i varmelegemer kan også findes i husholdningsovne, der bruger infrarød stråling. Keramiske rør bruges sjældent i varmeapparater.

Rørernes diameter kan være forskellig, men der er brugt rør med en diameter på seks til fireogtyve millimeter.

Isolatoren skal være stærkt isolerende, samtidig med at den er effektiv til at overføre varme fra varmelegemet til røret.

Strømforsyningen til varmeelementet udføres ved hjælp af terminalerne (4), der er placeret på de isolerende indsatser (5).

Terminaler kan placeres både i den ene ende og i begge ender af varmeelementet. Nogle typer varmeelementer er udstyret med en indbygget sikring. Disse ovne bruges i vaskemaskiner og opvaskemaskiner.

Yderligere funktioner til elektriske varmeapparater

Ovenfor blev de enkleste design af enheder overvejet, der ikke har nogen indbyggede justeringsmekanismer.

Termoreguleringsenheden kan have mekanisk eller elektronisk automatisering. Sidstnævnte er mere præcis, men krævende for parametrene i det elektriske hjemmenetværk.

Men elektriske vandvarmere kan udstyres med den enkleste automatisering, der giver enheden yderligere funktioner.

Disse inkluderer:

1. Termoregulering... Varmeelementer med en indbygget termostat til opvarmning har en temperaturføler, der udløses, når arbejdsmediet varmer op til et bestemt niveau. Den elektriske varmelegeme justeres udefra af flangen.
2. Frostbeskyttelse... Denne funktion leveres af en forenklet termostat, der kun fungerer, når temperaturen falder til 0-2 ° C. Det forhindrer vand i at fryse i varmeledninger og forbruge et minimum af elektricitet.
3. Turbo opvarmning, som giver tvungen opvarmning af arbejdsmiljøet ved den første opstart af udstyret. Det skal huskes, at de elektriske ledninger i rummet skal kunne modstå en kortvarig forøgelse af strømmen.

Der er ikke så mange enheder, der understøtter yderligere funktioner, for ofte udføres reguleringen af ​​driften af ​​varmeenheder som helhed ved hjælp af en separat automatiseringsenhed.

Typer af elektriske varmeapparater

På trods af designens udvendige enkelhed kan du i hylderne finde en række variationer af varmeelementer til radiatorer.

For det meste har varmernes kraft et ret bredt interval. Modeller med lav effekt har en effekt på ca. 0,3 kW, og med mere kraftige når de 6 kW.

For korrekt at bestemme enhedens optimale effekt er det nødvendigt at kende de termiske tekniske standarder, der gælder i dette område. I det mindste kan du bruge de gennemsnitlige data, der bruges i det centrale Rusland, og derefter, hvis det er nødvendigt, korrigere dem lidt.

10 kvm m. af det opvarmede område i rummet kræves et varmeelement med en kapacitet på 1 kW.

Modeller kan variere i kropsdesign. I betragtning af at opvarmningsbatterier kan have forskellige designs og konfigurationer, kan du finde varmeelementer med både højre og venstre gevind. Enhedernes diametre kan også være forskellige. Dette er direkte relateret til tværsnittet af kølerdækslet, en enhed er installeret i stedet. Standardmålene er 40 mm.

I princippet adskiller de enheder, der er installeret i radiatorer lavet af forskellige materialer, ikke. Deres enhed er næsten identisk, forskellen kan kun være i diameter. Til salg er der varmeelementer i både enkelt og dobbelt design. Den sidstnævnte mulighed er noget mere praktisk at bruge. Når den er tændt, aktiveres begge elementer samtidigt, hvorved kølevæsken varmes op så hurtigt som muligt. Derefter slukkes et af elementerne, takket være hvilket energiressourcer spares.

Derudover kan radiatorer til radiatorer måske ikke have termostater, og de kan også variere i længde.

Enhederne kan have forskellige stængelængder, hvilket kan påvirke arbejdets effektivitet betydeligt. Hvis varmeelementernes længde er utilstrækkelig, vil udstyret ikke være i stand til at tilvejebringe en tilstrækkelig cirkulationshastighed af kølemidlet, hvorfor opvarmningen af ​​radiatoren vil være svag og ujævn. De optimale parametre er, når varmeelementstangen er 60-100 mm kortere end den indvendige del af radiatoren.

Hvordan vælger jeg et varmeelement til varmeudstyr?

Når du vælger et varmeelement til udskiftning i en vandvarmer eller i en radiator, skal du være opmærksom på dens strøm, design, rørlængde og tilgængeligheden af ​​yderligere funktioner. Derfor skal du, før du køber, finde ud af så meget som muligt om alle dens egenskaber.

Beregning af enhedens effekt

Varmeelementets store effekt er ikke altid en positiv kvalitet.

Når du vælger, er det vigtigt at overveje flere faktorer, der er relateret til niveauet for energiforbrug:

• varmeapparatets maksimale varmeoverførselseffekt som helhed
• elektriske ledningsfunktioner;
• rumets volumen.

Du kan ikke købe en enhed med en effekt, der er mere end 75% af varmeudstyrets maksimale varmeoverførselsniveau.

For eksempel er der en radiator med 10 sektioner, der hver afgiver 150 W varme til luften, i alt 1,5 kW. Når en elektrisk varmelegeme med en effekt på 2 kW er installeret i den, vil batteriets overflade ikke være i stand til hurtigt at opgive al den genererede energi. Som et resultat slukkes varmeelementet konstant på grund af overophedning.

Årsagen til den hurtige nedbrydning af varmeelementet kan være det forkerte valg af enhedens effekt. Som et resultat af systemisk overophedning af spolen brænder den ud over tid

I lejligheder med slidte ledninger bør den konstante belastning på stikkontakten ikke overstige 1,5-2 kW, ellers kan det antænde og føre til triste konsekvenser. Før du køber et varmeelement, skal du derfor kontrollere ledningens tilstand og om nødvendigt afmontere det gamle og lægge et nyt elnet.

Når problemet med det elektriske udstyr og udstyrets muligheder er løst, kan du begynde at beregne den krævede effekt for at opretholde en behagelig temperatur i rummet.

I velisolerede huse og lejligheder vil et niveau på 40 W / m3 være tilstrækkeligt. Og hvis der er huller i vinduerne, skal opvarmningseffekten øges til 60-80 W / m3.Du kan kun købe en bestemt model efter at have taget hensyn til alle de ovennævnte energifaktorer.

Overvejelse af designfunktioner

De fleste varmeelementer har en legeret stålskal, der giver styrke og modstandsdygtighed mod korrosion. Kobberindretninger bruges hovedsageligt i vandvarmere, selvom der ikke er nogen begrænsninger for deres anvendelse i hjemmelavede radiatorer.

I støbejern- og stålradiatorer er brugen af ​​varmeelementer fremstillet af ikke-jernholdige metaller uønsket. Dette kan føre til accelereret slid på materialer og forbindelser.

Også når du vælger, er det nødvendigt at tage højde for retningen af ​​stikkets tråd, som kan være højre eller venstre. Forskellige modeller af elektriske varmeapparater adskiller sig også i flangernes diameter. De kan størrelse fra 0,5 til 1,25 inches.

Normalt er en kort instruktion knyttet til et varmeelement fra en god producent, der beskriver dets designparametre. At studere dem hjælper dig med at købe en enhed, der passer nøjagtigt til dit eksisterende opvarmningsudstyr.

Opvarmningsrørets længde

Rørets længde er en af ​​de vigtigste egenskaber, der bestemmer enhedens effektivitet.

Dens store længde med lige kraft fører til en forøgelse af elvarmerens overfladeareal og en acceleration af varmeveksling med arbejdsmediet. Dette har en positiv indvirkning på varmeelementets holdbarhed og kølevæskets cirkulationshastighed.

Varmeelementer med et langt rør er ideelle til installation i selvfremstillede registre, som er praktiske til opvarmning af store rum og udhus

Det tilrådes, at røret løber over hele længden af ​​varmelegemets arbejdsområde uden at nå den modsatte væg med 6-10 cm. Denne anbefaling giver dig mulighed for hurtigt og jævnt at varme kølemidlet op.

Tilgængelighed af yderligere funktionalitet

Det er ikke altid nødvendigt at overbetale for yderligere funktioner i varmeelementer. Hvis varmelegemet bruges som hjælpevarmer og ikke har sin egen indbyggede automatisering, er det fornuftigt at købe en model med en termostat.

Men hvis radiatoren eller den elektriske konvektor har sine egne temperatursensorer og temperaturkontrolmekanismer, forbliver yderligere funktioner uopfordrede.

Elektronikken, der er indbygget i varmeelementets stik, skal have sikkerhedsmekanismer, så der ikke opstår brand i tilfælde af nedbrud på kontrolkortet.

Derfor anbefales det kun at købe dyre elektriske varmeapparater med indbygget automatisering, hvis der er et klart behov for sådant udstyr. Hvis du har brug for et individuelt valg af temperaturbaggrunden, er det bedre at købe en termostat i en stikkontakt, som kan bruges regelmæssigt.

Hvad angår producenterne af varmeelementer, er deres valg ikke grundlæggende. De vigtigste leverandører er firmaer fra Rusland, Ukraine, Tyrkiet og Italien. Kvaliteten af ​​deres produkter er omtrent den samme, så der er ingen mening i at betale for meget for mærket.

Installation af varmeelementer

Før du installerer enheden, er det nødvendigt at foretage strømberegninger under hensyntagen til batteritypen og de gennemsnitlige termiske tekniske egenskaber, som er normen i området.

At foretage beregninger

Når du bestemmer effektindikatoren, kan du bruge den gennemsnitlige værdi af varmetekniske data i Den Russiske Føderation. Således er en effekt på 1 kilowatt, når man installerer en rørformet elektrisk varmelegeme som hovedvarmeanordning i 10 kvadratmeter.

For radiatorvarmeelementer, der formodes at være installeret, anbefales det at bruge en strømindikator tre gange lavere som et supplement til hovedvarmesystemet.

Den nominelle effekt af en elektrisk varmelegeme kan beregnes efter formlen:

Q = 0,0011 * M (T1-T2) / t

I dette tilfælde er M massen af ​​energibæreren, T1 er temperaturen efter opvarmning, T2 er temperaturen før opvarmning, og t er den tid, der kræves for at maksimere temperaturregimet.

En vigtig faktor er de tekniske egenskaber ved selve den elektriske varmelegeme såvel som batteriets varmeoverførsel. Alle nødvendige data om enheden kan læses i det pas, der er knyttet til det. Varmeafledningen af ​​en sektion af en støbejernsradiator er gennemsnitligt 1,40 watt og 180 watt for aluminium. Derfor vil varmeelementets effekt for det samme volumen batterier fra forskellige materialer være lidt anderledes.

Installation

Installation af et rørformet elektrisk varmelegeme er ikke svært. Dette kræver:

• Skru batteridækslet af på den ene side;
• installeres ved hjælp af gevindbeslag og gummipakninger.

Processen med at forbinde et rørformet elektrisk varmelegeme har nogle funktioner:

1. Varmemediet øger trykket i batteriet, når det opvarmes. I denne henseende er installation af en lille ekspansionstank påkrævet. Det er også muligt at udstyre radiatoren med en trykreguleringsventil i et lukket system.
2. Varmeelementets befæstelser er ret skrøbelige. Derfor, når du installerer enheden, skal det gøres omhyggeligt uden yderligere anstrengelse.

For at maksimere effektiviteten af ​​det elektriske varmelegeme er det bedst at slutte det til bunden af ​​batteriet. Dette skyldes det faktum, at kølevæsken, der køler ned, går ned, og når den opvarmes, stiger den til toppen.